[发明专利]一种具有底部热量回收功能的底滤法水冲渣装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及高炉水冲渣余热技术领域，具体涉及一种具有底部热量回收功能的底滤法水冲渣装置及工艺，尤其涉及一种高炉底滤法水冲渣的余热回收装置及工艺以实现渣水分离。

背景技术

高炉炼铁会产生大量的副产品高炉渣，高炉渣的主要处理方法是冲制成水渣，冲制成水渣后，70％以上采用底滤法进行过滤，实现渣水分离。目前，传统的底滤法水冲渣工艺是：高炉炼铁产生的高温熔渣由冲渣水经粒化器冲制后，进入搅拌槽(冲渣沟，或粒化塔)，粒化后的渣水混合物经过导流装置进入预设的水渣过滤池，通过过滤池底部铺设的多层(3～4层)厚度约1.5m鹅卵石过滤层实现渣水分离。过滤层截留的水渣颗粒采用抓斗或其它机械方法运出，过滤后的热水或经过冷却塔冷却后重新进行冲渣，有的不设冷却塔，进行热水冲渣。传统的底滤法存在如下问题：

第一，底部有约1.5m厚不同粒径组成的鹅卵石或其它材质的过滤层，厚度大，滤层结构容易被冲坏；

第二，过滤层容易结垢(板结)，过滤能力降低或滤层堵塞；

第三，热水循环冲渣的水渣质量玻璃化率低，很难用于制作高标号水泥，价值缩减，甚至无法销售；

第四，冷水冲渣需要设置冷却塔和冷水池，占地大、投资高；

第五，无论是热冲渣还是冷冲渣，都存在冲渣水的热量浪费，蒸发的水蒸气又浪费的大量的水资源，还因蒸汽腐蚀对周围设施造成影响。

有些工艺方法也采用了冲渣水的热能回收利用，但因用于热交换的水中颗粒物含量大，需要进行沉淀或二次过滤；传统底滤法的水质好，但因较厚的滤料在底部，维护更换量大，采用热能回收时仍然需要另建热交换水池。单独设置热交换场所占地大、投资高。未得到广泛应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种具有底部热量回收功能的底滤法水冲渣装置及工艺，能在过滤出清洁的过滤水的基础上，对传统底滤法的过滤层结构进行创新，取消了过滤池底部约1.5m厚的鹅卵石或其它材质的过滤层，将过滤层减薄、上移，通过过滤层支撑架将过滤层与过滤池底部保持一定空间，在过滤层底(下)部，设置热交换装置，过滤层将水渣颗粒截留，实现渣水分离，截留脱水的水渣颗粒作为水渣微粉或优质水泥原料进行深加工，底部的热交换装置将冲渣水冷却后进行循环冲渣，热交换出来的热量可用于采暖、洗浴和制冷。该发明实现了高炉冲渣水的余热利用，同时取消了冷却塔和冷水池的占地和投资，也消除独立设置热交换装置的占地和投资，并提高了热交换效率，过滤池的维修更换更加方便，还解决了因热水冲渣和冷却塔上方的热蒸汽弥漫造成的水资源浪费和对周围设施的腐蚀。

本发明提供了一种具有底部热量回收功能的底滤法水冲渣装置及工艺的解决方案，具体如下：

一种具有底部热量回收功能的底滤法水冲渣装置，包括内部设置有过滤层的滤池2，所述滤池2内的底部设置有位于过滤层1下方的热交换装置9。

进一步地，所述热交换装置9为换热器，所述换热器完全浸没在过滤层1下方的过滤后的冲渣水13中。

进一步地，所述热交换装置9的热交换介质进口用来输入待进行热交换的热交换介质，所述热交换装置9的热交换介质出口用来输出热交换后的热交换介质，输出的热交换后的热交换介质通过与所述热交换介质出口相连通的管道而输送到制热单元10或制冷单元11。

进一步地，所述过滤层为自身渗透过滤层1，所述自身渗透过滤层1将颗粒状高炉水渣作为过滤层进行自身渗透过滤以此实现渣水分离，所述过滤层1为高炉生产的同质水渣颗粒层，所述水渣颗粒层的厚度范围为100mm～800mm，所述水渣颗粒层中的水渣颗粒的直径范围为0.5mm～6mm。

进一步地，所述自身渗透过滤层1铺设在位于所述滤池2中的支撑架3内，所述支撑架3用来支撑所述自身渗透过滤层1。所述自身渗透过滤层1包括若干长方体状水渣颗粒层单元，所述支撑架3固定在所述滤池2的内壁上，所述支撑架3包括格状钢架14，所述格状钢架14中的每一格都是一个贯通槽，在每个贯通槽中各自固定有渣箱15，所述渣箱15的顶部为开口状且所述渣箱15的底壁和侧壁上都开有贯通孔，所述渣箱15中填充有水渣颗粒层单元。所述贯通槽为长方体状，所述渣箱15为长方体状，所述贯通孔为圆孔。另外所述格状钢架14可以用固定在所述滤池2的底壁上的立柱支撑在所述滤池2内。

进一步地，所述滤池2的出口与均匀分布在所述滤池2底部的收集管4相连通，所述收集管4与所述滤池2的出口的连接部位于所述自身渗透过滤层1的下方。